專利名稱：一種伺服永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子沖片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于同步電動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及伺服永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子的具有快 速響應(yīng)能力的轉(zhuǎn)子沖片結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著高性能永磁材料技術(shù)、電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)的飛速發(fā)展以及矢量控制 理論、自動(dòng)控制理論研究的不斷深入，永磁同步電機(jī)伺服控制系統(tǒng)得到了飛速發(fā)展。作為 伺服控制系統(tǒng)執(zhí)行單元，永磁同步電機(jī)克服了直流伺服電動(dòng)機(jī)機(jī)械式換向器和電刷帶來(lái)的 一系列限制，具有調(diào)速性能優(yōu)越，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠，且體積小、重量輕、效率高、功率密度 高、功率因數(shù)高、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、過(guò)載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。在高性能、高精度的伺服領(lǐng)域?qū)τ来?同步電機(jī)的響應(yīng)速度的要求越來(lái)越高。眾所周知，轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)是永磁同步電機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)所在，轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)不同，電 動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能、控制系統(tǒng)、制造工藝和適用場(chǎng)合也不相同。伺服永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子多采用 表面突出式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。此時(shí)，永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子軛部磁密往往不是很高，有很大部分轉(zhuǎn)子軛 沒有得到充分的利用，這樣不僅會(huì)造成電機(jī)重量的增加，同時(shí)又會(huì)影響永磁同步電機(jī)的動(dòng) 態(tài)響應(yīng)速度。因此，急待改進(jìn)永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，首先應(yīng)改進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子沖片，現(xiàn)有 伺服永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子沖片，如專利號(hào)為ZL200520077102. X的“交流伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子”專 利，公開的轉(zhuǎn)子沖片，是在每一硅鋼沖片上開設(shè)有與電機(jī)的極數(shù)相等的三角形孔，三角形孔 均勻的分布在硅鋼沖片的同一個(gè)圓周。該轉(zhuǎn)子沖片的主要缺點(diǎn)是1、未考慮轉(zhuǎn)子的分段方式，不能更有效的滿足電機(jī)系列化；2、在硅鋼沖片上開設(shè)有三角形孔，但由于機(jī)械強(qiáng)度的制約，致使兩三角形孔位置 不能靠的很近，不能充分地減小轉(zhuǎn)子沖片質(zhì)量，從而使電機(jī)不能獲得更理想轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。3、對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁軛磁密提高有限。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有伺服永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子沖片的不足之處，提供一種 伺服永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子沖片，具有轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快、調(diào)速范圍寬等性能，同時(shí) 又便于伺服永磁同步電機(jī)的系列化生產(chǎn)等特點(diǎn)。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)目的的技術(shù)方案是一種伺服永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子沖片，在轉(zhuǎn)子沖 片的中心處設(shè)置有軸孔，在軸孔的周圍邊上開設(shè)一個(gè)鍵槽，用以與軸連接，其特征在于在 轉(zhuǎn)子沖片上并位于軸孔外側(cè)的同一圓周上均布有與電機(jī)極數(shù)相等的不規(guī)則形狀的去重孔。 在所述的去重孔中，在對(duì)稱的去重孔外側(cè)頂端處設(shè)置鉚釘孔，在所述轉(zhuǎn)子沖片疊壓成轉(zhuǎn)子 段時(shí)通過(guò)這些鉚釘孔用鉚釘固接成一個(gè)整體。在所述轉(zhuǎn)子沖片的外圓周上設(shè)置有與電機(jī)極 數(shù)相等的定位齒片，將所述的轉(zhuǎn)子沖片疊壓成轉(zhuǎn)子段后形成齒，轉(zhuǎn)子段通過(guò)定位齒定位永 磁體。伺服永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子沖片用硅鋼片一次沖壓而成。所述不規(guī)則形狀的去重孔的底邊為與轉(zhuǎn)軸的軸孔同心的圓弧，圓弧半徑為5 50mm兩邊為延長(zhǎng)線過(guò)圓心直線，夾角α為15° 75°，去重孔的上沿為兩條相對(duì)去重孔中 心線對(duì)稱的內(nèi)凹曲線，曲線半徑為5 300mm，所述內(nèi)凹曲線的圓心和半徑根據(jù)轉(zhuǎn)子磁軛的 磁密大小、強(qiáng)度要求來(lái)確定。所述去重孔的中心線與所述兩個(gè)定位齒片中心線對(duì)齊。根據(jù) 電磁有限元計(jì)算、強(qiáng)度計(jì)算及震動(dòng)計(jì)算等優(yōu)化得出的去重孔，不僅保證開孔不影響電機(jī)的 電磁性能，同時(shí)也不會(huì)影響電機(jī)轉(zhuǎn)子的機(jī)械性能。所述去重孔除鉚釘孔外的孔角均為半徑 為0. 3 3mm的倒角。本實(shí)用新型采用上述技術(shù)方案后，主要的效果是1、由于去重孔上沿曲線與磁力線走勢(shì)相似，對(duì)轉(zhuǎn)子軛部磁場(chǎng)影響小，不影響電機(jī) 電磁性能。2、去重孔的存在對(duì)磁力線進(jìn)行導(dǎo)向和有效抑制，從而形成對(duì)稱分布磁場(chǎng)，提高電 機(jī)效率。3、去重孔的存在提高了伺服永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子的散熱能力。4、在靠近磁極出沖壓出鉚釘孔，由于其正好處于磁鋼中心，所以鉚釘孔的開設(shè)不 影響電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)分布，可減少焊接和在主磁路鉚接等傳統(tǒng)工藝對(duì)伺服永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子 磁場(chǎng)的影響，同時(shí)，便于伺服永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子的單元化和伺服永磁同步電機(jī)的系列化。5、在考慮轉(zhuǎn)子沖片機(jī)械強(qiáng)度、不影響電機(jī)磁場(chǎng)分布的情況下，最大限度的減輕了 伺服永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子重量，減小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，提高伺服永磁同步電機(jī)響應(yīng)速度。6、轉(zhuǎn)子去重孔各角倒圓，大大提高了轉(zhuǎn)子沖壓模的使用壽命。7、定位齒的存在使磁鋼的粘接更方便。本實(shí)用新型可廣泛應(yīng)用于系列伺服永磁同步電機(jī)中。

圖1 本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)圖。圖中1鉚釘孔；2去重孔；3定位齒片；4軸孔；5鍵槽。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式
，進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型。實(shí)施例1如圖1所示，一種伺服永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子沖片，在轉(zhuǎn)子沖片的中心處設(shè)置有軸孔 4，在軸孔4的周圍邊上開設(shè)一個(gè)鍵槽5用以與軸連接，其特征在于在轉(zhuǎn)子沖片上并位于軸 孔4外側(cè)同一圓周上均布8個(gè)不規(guī)則形狀的去重孔2。在所述的去重孔2中，在對(duì)稱的去重 孔2外側(cè)頂端處設(shè)置鉚釘孔1。在所述轉(zhuǎn)子沖片的外圓周上設(shè)置有8個(gè)定位齒片3，將所述 的轉(zhuǎn)子沖片疊壓成轉(zhuǎn)子段后形成齒，轉(zhuǎn)子段通過(guò)定位齒定位永磁體。伺服永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn) 子沖片用硅鋼片一次沖壓而成。所述不規(guī)則形狀的去重孔2的底邊為與轉(zhuǎn)軸軸孔4同心的圓弧，圓弧半徑為34mm。 兩邊為延長(zhǎng)線過(guò)圓心直線，夾角α為35. 1°，去重孔2的上沿為兩條相對(duì)去重孔2中心線 對(duì)稱的內(nèi)凹曲線，曲線半徑為14. 44mm。所述去重孔2的中心線與所述兩個(gè)定位齒片中心線 對(duì)齊。所述去重孔2除鉚釘孔1外的孔角半徑為2mm的倒角。實(shí)施例2[0026]一種伺服永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子沖片，同實(shí)施例1，其中在轉(zhuǎn)子沖片上并位于軸孔4 外側(cè)同一圓周上均布4個(gè)不規(guī)則形狀的去重孔2。在所述轉(zhuǎn)子沖片的外圓周上設(shè)置有4個(gè) 定位齒片3。所述不規(guī)則形狀的去重孔2，其底邊圓弧半徑為5mm。兩邊夾角α為75°，去重孔 2的上沿為兩條相對(duì)去重孔2中心線對(duì)稱的內(nèi)凹曲線半徑為5mm。所述去重孔2除鉚釘孔 1外的孔角半徑為0. 3mm的倒角。實(shí)施例3一種伺服永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子沖片，同實(shí)施例1，其中在轉(zhuǎn)子沖片上并位于軸孔4 外側(cè)同一圓周上均布16個(gè)不規(guī)則形狀的去重孔2。在所述轉(zhuǎn)子沖片的外圓周上設(shè)置有16 個(gè)定位齒片3。所述不規(guī)則形狀的去重孔2的底邊圓弧半徑為50mm。兩邊夾角α為15°，去重 孔2的上沿為兩條相對(duì)去重孔2中心線對(duì)稱的內(nèi)凹曲線半徑為300mm。所述去重孔2除鉚 釘孔1外的孔角半徑為3mm的倒角。
權(quán)利要求1.一種伺服永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子沖片，在轉(zhuǎn)子沖片的中心處設(shè)置有軸孔G)，在軸孔(4) 的周圍邊上開設(shè)一個(gè)鍵槽，其特征在于在轉(zhuǎn)子沖片上并位于軸孔(4)外側(cè)的同一圓周上 均布有與電機(jī)極數(shù)相等的不規(guī)則形狀的去重孔O)，在所述的去重孔O)中，在對(duì)稱的去重 孔( 外側(cè)頂端處設(shè)置鉚釘孔(1)，在所述轉(zhuǎn)子沖片疊壓成轉(zhuǎn)子段時(shí)通過(guò)這些鉚釘孔用鉚 釘固接成一個(gè)整體，在所述轉(zhuǎn)子沖片的外圓周上設(shè)置有與電機(jī)極數(shù)相等的定位齒片(3)，伺 服永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子沖片用硅鋼片一次沖壓而成；所述不規(guī)則形狀的去重孔O)的底邊為與轉(zhuǎn)軸的軸孔同心的圓弧，圓弧半徑為 5 50mm兩邊為延長(zhǎng)線過(guò)圓心直線，夾角α為15° 75°，去重孔(4)的上沿為兩條相對(duì) 去重孔中心線對(duì)稱的內(nèi)凹曲線，曲線半徑為5 300mm，所述內(nèi)凹曲線的圓心和半徑根 據(jù)轉(zhuǎn)子磁軛部的磁密大小、強(qiáng)度要求來(lái)確定，所述去重孔的中心線與所述兩個(gè)定位齒 片中心線對(duì)齊，所述去重孔⑷除鉚釘孔⑴外的孔角均為半徑為0. 3 3mm的倒角。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種伺服永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子沖片，其特征在于在轉(zhuǎn)子沖片上 并位于軸孔(4)外側(cè)同一圓周上均布8個(gè)不規(guī)則形狀的去重孔O)，在所述轉(zhuǎn)子沖片的外圓 周上設(shè)置有8個(gè)定位齒片(3)；所述不規(guī)則形狀的去重孔(2)的底邊圓弧半徑為34mm，兩邊夾角α為35. 1°，去重孔 (2)的上沿為兩條相對(duì)去重孔O)中心線對(duì)稱的內(nèi)凹曲線半徑為14. 44mm，所述去重孔⑵ 除鉚釘孔⑴外的孔角半徑為2mm的倒角。
3.按照權(quán)利要求1所述的一種伺服永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子沖片，其特征在于在轉(zhuǎn)子沖片上 位于軸孔(4)外側(cè)同一圓周上均布4個(gè)不規(guī)則形狀的去重孔O)，在所述轉(zhuǎn)子沖片的外圓周 上設(shè)置有4個(gè)定位齒片(3)；所述不規(guī)則形狀的去重孔(2)的底邊圓弧半徑為5mm，兩邊夾角α為75°，去重孔(2) 的上沿為兩條相對(duì)去重孔(2)中心線對(duì)稱的內(nèi)凹曲線半徑為5mm，所述去重孔(2)除鉚釘孔(1)外的孔角半徑為0.3mm的倒角。
4.按照權(quán)利要求1所述的一種伺服永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子沖片，其特征在于在轉(zhuǎn)子沖片上 位于軸孔(4)外側(cè)同一圓周上均布16個(gè)不規(guī)則形狀的去重孔O)，在所述轉(zhuǎn)子沖片的外圓 周上設(shè)置有16個(gè)定位齒片(3)；所述不規(guī)則形狀的去重孔O)的底邊圓弧半徑為50mm，兩邊夾角α為15°，去重孔(2)的上沿為兩條相對(duì)去重孔(2)中心線對(duì)稱的內(nèi)凹曲線半徑為300mm，所述去重孔(2)除 鉚釘孔⑴外的孔角半徑為3mm的倒角。
專利摘要一種伺服永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子沖片，具體涉及伺服永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子沖片結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型在轉(zhuǎn)子沖片中心處設(shè)置有軸孔，軸孔的周圍邊上開設(shè)一個(gè)鍵槽，在轉(zhuǎn)子沖片上位于軸孔外側(cè)同一圓周上均布與電機(jī)極數(shù)相等的不規(guī)則形狀的去重孔。采用本實(shí)用新型制成的電機(jī)轉(zhuǎn)子具有轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快、調(diào)速范圍寬等優(yōu)勢(shì)，同時(shí)又便于伺服永磁同步電機(jī)的系列化等特點(diǎn)。本實(shí)用新型可廣泛應(yīng)用于系列伺服永磁同步電機(jī)中。
文檔編號(hào)H02K1/27GK201910723SQ201020616870
公開日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2010年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月22日
發(fā)明者吳竣, 唐曉春, 李義東, 秦啟巍 申請(qǐng)人:重慶紅宇精密工業(yè)有限責(zé)任公司, 重慶虎溪電機(jī)廠